Titanium is even sterk als staal maar heeft een veel geringere dichtheid. Het is daarom belangrijk als legeringsmiddel met vele metalen, waaronder aluminium, molybdeen en ijzer. Deze legeringen worden vooral gebruikt in vliegtuigen, ruimtevaartuigen en raketten vanwege hun lage dichtheid en hun vermogen om extreme temperaturen te weerstaan. Zij worden ook gebruikt in golfclubs, laptops, fietsen en krukken.

Condensatoren van elektriciteitscentrales gebruiken titaniumbuizen vanwege hun corrosiebestendigheid. Omdat titanium uitstekend bestand is tegen corrosie in zeewater, wordt het gebruikt in ontziltingsinstallaties en ter bescherming van de romp van schepen, onderzeeërs en andere constructies die aan zeewater worden blootgesteld.

Titaniummetaal vormt een goede verbinding met bot, zodat het chirurgische toepassingen heeft gevonden, zoals in gewrichtsvervangingen (vooral heupgewrichten) en tandimplantaten.

Het grootste gebruik van titaan is in de vorm van titaan(IV)oxide. Het wordt op grote schaal gebruikt als pigment in huisverf, kunstschilderverf, kunststoffen, email en papier. Het is een helder wit pigment met een uitstekende dekkracht. Het is ook een goede reflector van infrarode straling en wordt daarom gebruikt in zonne-observatoria waar de hitte een slechte zichtbaarheid veroorzaakt.

Titaan(IV)oxide wordt gebruikt in zonnebrandcrèmes omdat het voorkomt dat UV-licht de huid bereikt. Nanodeeltjes van titanium(IV)oxide zijn onzichtbaar wanneer ze op de huid worden aangebracht.